[發明專利]功率轉換裝置的控制裝置

有效

• 申請號: 201380019418.0
• 申請日: 2013-10-01
• 公開（公告）號: CN104247245B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 中森昭;本橋覺
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M1/32
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 熊風

本發明具備：警示信號生成電路，所述警示信號生成電路檢測為執行保護構成功率轉換裝置的半導體元件的動作所必需的信息，生成具有與保護緣由相對應的脈沖寬度的警示信號，并向外部輸出該警示信號；溫度信號生成電路，所述溫度信號生成電路檢測所述半導體元件的溫度，并生成周期不同于所述警示信號的脈沖寬度的、與所述溫度相關的PWM信號；以及輸出控制電路，所述輸出控制電路在平時選擇所述PWM信號，而在產生了所述警示信號時選擇所述警示信號以取代所述PWM信號，并將其向外部輸出。

技術領域

本發明涉及一種對構成功率轉換裝置的半導體元件進行驅動，并且具備保護半導體元件的功能的功率轉換裝置的控制裝置。

背景技術

近來，智能功率模塊(Intelligent Power Module：IPM)正受到矚目。將由例如IGBT等功率晶體管構成的多個半導體元件及其驅動電路連同針對所述各半導體元件的過電流、控制電源的電壓下降、過熱等異常而設置的保護電路一起，模塊化成一個電子元器件，從而構成該智能功率模塊。此外，在例如專利文獻1中，提倡了如下技術方案：除分別檢測上述異常的多個保護電路之外，在所述智能功率模塊中還裝入根據各保護電路檢測到的異常的種類，向外部輸出具有預設脈沖寬度的警示信號的通知電路。

圖8是表示此類功率轉換裝置的控制裝置的大概結構的框圖。該功率轉換裝置的控制裝置1具備將直流電轉換成交流電的逆變器2。構成逆變器2的多個半導體元件(本例中為6個IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistors：絕緣柵雙極型晶體管)11～16)分別被驅動電路3U～3Z獨立驅動。圖中的21～26分別表示反向并聯在所述IGBT11～16的各自的發射極和集電極之間的續流二極管。

構成逆變器2的6個IGBT11～16兩兩串聯連接，構成三組半橋式電路。這些半橋式電路分別介于與未圖示的直流電源相連接的正極端子P和負極端子N之間。并列設置的所述3組半橋式電路構成三相全橋式電路，將在所述正極端子P和所述負極端子N之間提供的直流電轉換成三相交流電。由該逆變器2轉換而成的三相交流電被提供給電動機等交流負載4。

具體而言，構成所述逆變器2的6個IGBT11～16中，連接在正極端子P一側的IGBT11、12、13構成上臂，分別生成三相交流的U相、V相和W相的正功率。而連接在負極端子N一側的IGBT14、15、16構成下臂，分別生成三相交流的X相、Y相和Z相的負功率。這些IGBT11～16由于所述驅動電路3U～3Z而具備相互不同的相位，通過對它們進行導通/截止驅動，來切換所述直流電。所述IGBT11～16從它們之間的串聯連接點經由輸出端子U、V、W輸出三相交流電。

另外，如同以圖9的驅動電路3X的簡要結構為代表所示出的那樣，所述驅動電路3U～3Z都具備柵極控制電路31，該柵極控制電路31接收由未圖示的逆變器控制部提供的控制信號Sm作為輸入，對所述IGBT14的柵極進行導通/截止控制。所述控制信號Sm由在所述逆變器控制部進行的與所述U相～Z相分別相對應的相位控制下進行了脈沖寬度調制(PWM)后得到的脈沖信號所構成。

從后述的保護信號生成電路35向所述柵極控制電路31輸入保護信號(驅動停止信號)Sp。當所述保護信號Sp為截止(H電平)時，該柵極控制電路31向所述IGBT14的柵極施加所述控制信號Sm，對該IGBT14進行導通/截止驅動。而在所述保護信號Sp為導通(L電平)時，所述柵極控制電路31阻止所述控制信號Sm通過。由于阻止該控制信號Sm通過，禁止了所述IGBT14的驅動，由此保護IGBT14不會出現異常。

作為實現保護所述IGBT14的功能的多個保護電路，所述驅動電路3X具備控制電壓檢測電路32、電流檢測電路33以及溫度檢測電路34?？刂齐妷簷z測電路32具備第1比較器CP1，該第1比較器CP1對由外部電源所提供的該驅動電路3U的控制電壓Vcc和預設的第1閾值電壓Vth1進行比較。當所述控制電壓Vcc下降到第1閾值電壓Vth1以下時，由該第1比較器CP1構成的控制電壓檢測電路32將該情況檢測為控制電壓Vcc異常下降，輸出H電平的電壓異常檢測信號Svd。